(57)【要約】  所望のユニットが通信の送信スケジュールの起点を決めることのできるデータ通信ネットワークシステムを提供することにある。  複数の電子制御ユニットが通信線を介してタイムトリガ型の通信プロトコルに従ってネットワーク通信を行うデータ通信ネットワークシステムであって、上記通信線を予め通信禁止状態に設定し、予め定められたタイミングで上記通信禁止状態を解除する制御手段を備え、上記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットは、上記通信禁止状態が解除された直後に他のユニットと通信タイミングを合わせるための同期合わせメッセージを送信する。
2011067809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子制御ユニットが通信線を介してタイムトリガ型の通信プロトコルに従ってネットワーク通信を行うデータ通信ネットワークシステムであって、
前記通信線を予め通信禁止状態に設定し、予め定められたタイミングで前記通信禁止状態を解除する制御手段を備え、
前記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットは、前記通信禁止状態が解除された直後に他のユニットと通信タイミングを合わせるための同期合わせメッセージを送信することを特徴とする、データ通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記ネットワーク通信はゲートウェイを介して他のネットワーク通信と接続されており、
前記制御手段は、前記他のネットワーク通信で規定されている送受信周期に基づいて前記通信禁止状態を解除することを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記複数の電子制御ユニットが通信を終了したときに、前記通信線を通信禁止状態に設定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記通信線に予め定められた電圧を印加することにより前記通信禁止状態に設定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットに設置されることを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の端末間で伝送線路を介してフレームの送受信を行うデータ通信ネットワークシステムがある。例えば、近年の車両に代表されるように、当該車両に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）の増加に伴い通信のネットワーク化が進んでいる。例えば、制御系ネットワークのＣＡＮ（Controller Area network）や、ボディ系のＬＩＮ（Local Interconnect Network）などがある。【０００３】
また、このような車載ＬＡＮ（local Area Network）は、通信タイミングを正確に制御することも求められている。このような要求に対して、例えば特許文献１に記載された通信タイミング制御方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０６０４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されている制御方法は、複数の通信制御ユニットを車載ＬＡＮ網によって接続する車載ＬＡＮにおいて、各通信制御ユニットに時間計測手段を備える。そして、上記特許文献１に開示されている制御方法は、上記車載ＬＡＮ網に接続された一つの通信制御ユニットに同期合わせデータを送信させ、各通信制御ユニットにこの同期合わせデータの受信に伴って上記時間計測手段の同期をとらせるものである。【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている制御方法は、送信スケジュールの起点を決めたいユニットが必ず起点となるとは限らない。そのため、他のユニットが起点となった場合に、送信スケジュールの起点を決めたいユニットの所望のタイミングでデータを送信することができないといった問題があった。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望のユニットが通信の送信スケジュールの起点を決めることのできるデータ通信ネットワークシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下に示すような特徴を有する。すなわち、本発明の第１の局面は、複数の電子制御ユニットが通信線を介してタイムトリガ型の通信プロトコルに従ってネットワーク通信を行うデータ通信ネットワークシステムである。上記データ通信ネットワークシステムは、上記通信線を予め通信禁止状態に設定し、予め定められたタイミングで当該通信禁止状態を解除する制御手段とを備える。また、上記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットは、上記通信禁止状態が解除された直後に他のユニットと通信タイミングを合わせるための同期合わせメッセージを送信する。【０００９】
本発明の第２の局面は、上記第１の局面において、上記ネットワーク通信はゲートウェイを介して他のネットワーク通信と接続されており、上記制御手段は、上記他のネットワーク通信で規定されている送受信周期に基づいて上記通信禁止状態を解除することを特徴とする。【００１０】
本発明の第３の局面は、上記第１の局面において、上記制御手段は、上記複数の電子制御ユニットが通信を終了したときに、上記通信線を通信禁止状態に設定することを特徴とする。【００１１】
本発明の第４の局面は、上記第１の局面において、上記制御手段は、上記通信線に予め定められた電圧を印加することにより上記通信禁止状態に設定することを特徴とする。【００１２】
本発明の第５の局面は、上記第１の局面において、上記制御手段は、上記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットに設置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の局面によれば、例えば、データ通信ネットワークに接続された複数のノードのうち、送信スケジュールの起点を決めたいノードが送信スケジュールの起点を設定することができ、所望のタイミングで通信を開始させることができる。【００１４】
上記第２の局面によれば、例えば、第１のネットワークから第２のネットワークへメッセージをゲートウェイＥＣＵを介してゲートウェイしたい場合、第１のネットワークからのメッセージをゲートウェイＥＣＵを経由して第２のネットワークに当該ゲートウェイＥＣＵ５０で滞留することなくゲートウェイすることができる。【００１５】
上記第３の局面によれば、複数の電子制御ユニットが通信を終了したときに、通信線を通信禁止状態に設定するので、通信開始時に所望のタイミングで通信を開始させることができる。【００１６】
上記第４の局面によれば、通信線に予め定められた電圧を印加するといった簡易な方法により通信禁止状態に設定することができる。また、印加電圧を変更することにより、種々の通信プロトコルにおいても通信禁止状態に設定することができる。【００１７】
上記第５の局面によれば、複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットに設置されるので、別途、制御手段や通信線を備える必要がなく、コスト面で有利であり、省スペース化も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の概要を説明するためのデータ通信ネットワークの一例を示した図である。
【図２】図２は、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づく通信パターンの一例を示す図である。
【図３】図３は、ネットワークが形成されるまでの一例を示した通信サイクルのタイムチャートである。
【図４】図４は、一実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るデータ通信ネットワークの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた通信禁止手段のマイコン５１によって実行される処理の一例を示したフローチャートである。
【図７】図７は、第１のネットワークの送信スケジュールと第２のネットワークの送信スケジュールの一例を示した図である。
【図８】図８は、第１のネットワークの送信スケジュールと第２のネットワークの送信スケジュールの起点が異なる一例を示した図である。
【図９】図９は、横軸に時間、縦軸に第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されている電圧および第１のネットワークの状態とを示した図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムについて説明する。なお、本実施形態では、一例として本発明に係るデータ通信ネットワークシステムが、車両に搭載されている場合を仮に想定して説明する。
【００２０】
まず、本発明に係る実施形態を説明する前に、本発明の概要を説明する。なお、以下の説明において、一例として、タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコル、具体的には、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）プロトコルを例に説明する。
【００２１】
タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコルが用いられているデータ通信ネットワークにおいて、複数のコールドスタートノードの中で最も早くスタートアップフレームの送信準備ができたノードが、先行コールドスタートノードとなる。そして、データ通信ネットワークに接続された他のノードは、先行コールドスタートノードによって送信スケジュールの起点が決められる。そのため、データ通信ネットワークに接続された複数のノードのうち、例えば、送信スケジュールの起点を決めたいノードがあったとしても、当該ノードが常に送信スケジュールの起点を決めることができるとは限らない。
【００２２】
そこで、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムは、送信スケジュールの起点を決めたいノードに、ネットワークの通信線を通信禁止状態に設定することのできる制御手段を備える。そして、当該送信スケジュールの起点を決めたいノードが、通信可能状態になった状態で上記制御手段によって、ネットワークの通信線の通信禁止状態を解除する。これによって、データ通信ネットワークに接続された複数のノードのうち、例えば、送信スケジュールの起点を決めたいノードが送信スケジュールの起点を設定することができ、所望のタイミングで通信を開始させることができるようにするものである。
【００２３】
例えば、図１に一例として、バス型トポロジを例に、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４が、共通する通信線Ｈおよび通信線Ｌにそれぞれ接続されているデータ通信ネットワークを示す。ここで、例えば、図１に示したデータ通信ネットワークにおいて、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノードを上記ノードＡ１１と仮に想定する。詳細は後述するが、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムにおいては、例えば、上記ノードＡ１１に制御手段が実装され、当該制御手段によって通信線Ｈおよび通信線Ｌに予め定められた電圧を印加することによって、他のノード（図１で示した例では、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４）が通信を開始できない状態にするものである。そして、予め定められたタイミングで通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されている電圧を解除することによって、自身（ノードＡ１１）のタイミングで送信スケジュールの起点を決めることができるようになる。
【００２４】
次に、本発明のベースとなる通信システムの一般的な説明を図面を参照しつつ以下説明する。
【００２５】
例えば、上述した図１に例示したデータ通信ネットワークシステムでは、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４のそれぞれが共有されている時分割多重通信方式により、各ノード間で通信を行うものとする。具体的には、図１に例示したデータ通信ネットワークシステムは、タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコルが採用されているものとする。なお、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの通信プロトコルの一例としては、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）プロトコル等を挙げることができる。
【００２６】
ここで、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの通信プロトコルについて、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルを例に以下説明する。なお、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルは既知の技術であるので、本実施形態の説明に直接関わる事項を説明し、本実施形態の説明に直接関わらない事項については、その説明を省略する。
【００２７】
図２は、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づく通信パターンの一例を示す図である。図２に示すように、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルでは、フレーム(メッセージ)の送信は一定の通信サイクルを分割した時間スロットに基づいて行われ、各時間スロットにおける送信権は通信スケジュールにより規定される。図２では、例えば、スロットＩＤが１で端末Ａ（例えば、図１に示したノードＡ１１）、スロットＩＤが２で端末Ｂ（例えば、図１に示したノードＢ１２）、スロットＩＤが３で端末Ｃ（例えば、図１に示したノードＣ１３）、スロットＩＤが４で端末Ｄ（例えば、図１に示したノードＤ１４）に対してそれぞれフレームの送信権が与えられている。
【００２８】
つまり、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、図２に示すように、所定周期の通信サイクルにおいて、その周期に相当する期間の全部および一部が通信可能期間として設定され、この通信可能期間が、複数の時間枠に細分化されている。より具体的には、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４に対しそれぞれ、システム設計段階で、重複しない個別のフレームＩＤが割り当てられており、各時間枠（図２のスロットＩＤに相当）は、フレームＩＤと、一対一で対応する。
【００２９】
なお、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４のそれぞれがフレームの送信を行うためには、上記各ノードは、時間同期を確立し、ネットワークへ統合する必要がある。言い換えると、上記各ノードが通信サイクルや時間スロットに基づく通信を行う場合、時間同期の確立は必須であり、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づくデータ通信ネットワークシステムでは、各ノード固有の時刻を通信ネットワークで利用される共通時刻に合わせることで、時間同期の確立が図られている。
【００３０】
次に、図１で例示したデータ通信ネットワークにおいて、タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコルが用いられているものとして、時間同期の確立方法について説明する。なお、ここでは、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づくデータ通信を例として挙げ、説明の簡略化のために、共通のネットワーク構成を用いることにする。
【００３１】
図３は、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４が時間同期を確立し、ネットワークが形成されるまでの一例を示した通信サイクルのタイムチャートである。なお、図３において、ノードＡ１１、ノードＢ１２、およびノードＣ１３をコールドスタートノード、ノードＤ１４を非コールドスタートノードとそれぞれ仮に想定して説明する。
【００３２】
なお、コールドスタートノードに設定されたノードのうち、自らの固有時刻を通信ネットワークで利用される共通時刻に合わせ、当該共通時刻で通信スケジュールを開始することのできるノードを、特に先行コールドスタートノードと称す。具体的には、例えば、図１で例示したデータ通信ネットワークにおいて、ノードＡ１１が先行コールドスタートノードとなった場合、ノードＢ１２およびノードＣ１３は、後続コールドスタートノードと称す。
【００３３】
なお、後続コールドスタートノードとは、先行コールドスタートノードに追従するが、時間同期を合わせるのに協力することのできるノードのことである。一方、非コールドスタートノード（つまり本説明ではノードＤ１４）は、コールドスタートノードの時間同期に合わせるだけで、自ら時間同期をとることのできないノードである。また、以下の説明において、後続コールドスタートノードおよび非コールドスタートノードを統合ノードと称すことがある。
【００３４】
まず、図３に示すように、時間ｔ１において、例えば、車両の電源がＯＮ（例えば、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムを搭載する車両のイグニッションスイッチがＯＮ）された場合、各ノードは、通信を開始できるようにそれぞれ初期化処理を行う。そして、先行コールドスタートノードであるノードＡ１１は、初期化を完了して、Ｒｅａｄｙ（コールドスタートリッスン状態に遷移できる状態）に入る。
【００３５】
そして、コールドスタートリッスン状態に入ったノードＡ１１は、他のノードが通信を行っていないことを確認し、コリジョンレゾリューション状態に入る。その後、ノードＡ１１は、はじめにＣＡＳシンボル（図３のＡ−ＣＡＳ）を送信した後、引き続きコミュニケーションサイクルに入る。なお、このサイクル番号を０として、ノードＡ１１は、スタートアップフレーム（Ａ−ｓｔ）の送信を開始する。
【００３６】
具体的には、ノードＡ１１は、コリジョンレゾリューション状態において、通信スケジュールで規定された時間スロットにおいて、スタートアップフレーム(Ａ−ｓｔ)を送信する。一方、統合ノードであるノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４は、まず、偶数通信サイクルにおいてスタートアップフレームが受信されるまで通信線上を観測する。そして、上記統合ノードは、偶数通信サイクル(つまり、サイクル番号０)におけるスタートアップフレーム(Ａ−ｓｔ０)の受信に成功すると、当該スタートアップフレーム受信時刻を算出する。そして、続く奇数通信サイクル(つまりサイクル番号１)において、統合ノードはスタートアップフレーム(Ａ−ｓｔ１)を受信すると、統合ノード固有の時刻を初期化し、通信スケジュールを開始する（図３の通信初期化に相当）。
【００３７】
さらに、続く通信サイクル(つまりサイクル番号２、３)で、後続コールドスタートノード(つまりノードＢ１２、ノードＣ１３)は、先行コールドスタートノード(つまりノードＡ１１)から送信されるスタートアップフレーム(Ａ−ｓｔ２、Ａ−ｓｔ３)の受信時刻と通信スケジュールから算出される受信予想時刻の差違により、初期クロック調整を行う（図３のスタートアップ同期に相当）。その後、続く通信サイクル(つまりサイクル番号４、５、６)で後続コールドスタートノードも、図示しないスタートアップフレームを送信し、先行コールドスタートノードは、当該スタートアップフレームを受信することによって時間同期を行う（図３のシンクフレーム送信およびコンステンシーチェックに相当）。
【００３８】
一方、非コールドスタートノード（ノードＤ１４）は、スタートアップフレームを送信している先行コールドスタートノードおよび後続コールドスタートノードに統合する。
【００３９】
これにより、先行コールドスタートノード自らの固有時刻を通信ネットワークで利用される共通時刻を設定することができ、当該共通時刻に対して統合ノードは時間同期が確立され、共通のスケジュールで送受信が行われる。つまり、先行コールドスタートノードは、通信ネットワークで利用される共通時刻の起点を自ら決めることができ、当該共通時刻で通信スケジュールを開始することができる。
【００４０】
以上が本実施形態のベースとなる通信システムの一般的な説明である。
【００４１】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムについて説明する。
【００４２】
図４は、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムは、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、ＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）、およびゲートウェイＥＣＵ５０をそれぞれ第１の通信線に接続して構成した第１のネットワークと、ＥＣＵ−Ｅ（４０Ｅ）、ＥＣＵ−Ｆ（４０Ｆ）、ＥＣＵ−Ｇ（４０Ｇ）、ＥＣＵ−Ｈ（４０Ｈ）、およびゲートウェイＥＣＵ５０をそれぞれ第２の通信線に接続して構成した第２のネットワークとからなる。
【００４３】
図４に示した、ゲートウェイＥＣＵ（Gateway Electronic Control Unit）５０は、第１の通信線、および第２の通信線のそれぞれに接続され、第１のネットワークと第２のネットワークとの間でデータを中継する。具体的には、ゲートウェイＥＣＵ５０は、通信プロトコルの異なるまたは同一のネットワークと接続するためのネットワークノードである。
【００４４】
また、図４に示したデータ通信ネットワークシステムでは、第１のネットワークは、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、ＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）、およびゲートウェイＥＣＵ５０のそれぞれがタイムトリガ型の通信プロトコルにしたがってデータを送受信する通信プロトコルが採用されているものとする。なお、第１のネットワークでは、上述したタイムトリガ型の通信プロトコルの一例であるＦｌｅｘＲａｙプロトコルを用いるものとする。
【００４５】
なお、図４の第２のネットワークは、上述したタイムトリガ型の通信プロトコルの一例であるＦｌｅｘＲａｙプロトコルを用いるものとしてもよいし、各ＥＣＵのそれぞれが、送信の必要が生じたときに任意のタイミングでデータを送受信するイベントトリガ型の通信プロトコル（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコル）を用いてもよい。
【００４６】
以下、図４で示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノードをゲートウェイＥＣＵ５０と仮に想定して説明する。この場合、ゲートウェイＥＣＵ５０に上述した制御手段が設けられる。
【００４７】
ここで、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられる制御手段について説明する。図５は、ゲートウェイＥＣＵ５０の内部構成の一例を示した図である。なお、図５において、本実施形態の説明とは関係のない要素については図示は省略している。
【００４８】
図５に示すように、ゲートウェイＥＣＵ５０は、通信ＩＣ５２の他に、マイクロコンピューター（以下、単にマイコンと称す）５１と、トランジスタ５３、電源５４等を備えている。なお、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加する電圧を安定にするために抵抗Ｒ１（５５）、抵抗Ｒ２（５６）、コンデンサ（図示せず）等を備えてもよい。
【００４９】
マイコン５１は、通信プロトコルに基づき、通信開始および通信終了を判定するものである。なお、マイコン５１の代わりに例えば通信プロトコルコントローラと専用の素子とを設け、通信開始および通信終了を判定してもよい。
【００５０】
また、トランジスタ５３は、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加する電圧を決めるものとしてのスイッチング素子とし、電源５４に接続されている。なお、トランジスタ５３を使用してスイッチングを行う必要はなく、例えば、通信開始／通信終了に応じて通信線Ｈおよび通信線Ｌへの電圧の供給を切替えることのできる素子であればよい。さらに、図５で示した例では、通信線Ｈおよび通信線Ｌへの電圧の供給は、電源５４を用いているが、マイコン５１の電圧ポート（図示せず）あるいは電源供給ＩＣ（図示せず）から電力を供給するようにしてもよい。
【００５１】
このように、制御手段は、マイコン５１からの指示にしたがって、第１の通信線における、通信線Ｈおよび通信線Ｌに予め定められた電圧を印加する。
【００５２】
次に、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた制御手段のマイコン５１によって実行される処理について図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図６に示すフローチャートの処理は、ゲートウェイＥＣＵ５０に電力が供給されている間、繰り返し行われる。つまり、例えば、図４に示したデータ通信ネットワークシステムが車両に構築され、ゲートウェイＥＣＵ５０に電力が供給されたときに自動的に開始されるものとする。
【００５３】
図６のステップＳ１１において、マイコン５１は、通信判定を行い、次のステップＳ１２において、通信終了であるか否かを判断する。具体的には、マイコン５１は、図４に示した第１の通信線に接続されている各ＥＣＵは、通信を終了するか否かを判断する。そして、マイコン５１は、ステップＳ１２の判断を肯定した場合（ＹＥＳ）、次のステップＳ１３に処理を進める。一方、マイコン５１は、ステップＳ１２の判断を否定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１１に処理を戻す。なお、当該ステップＳ１２の判断が肯定される場合とは、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた場合などである。
【００５４】
ステップＳ１３において、マイコン５１は、第１の通信線を通信禁止状態に設定する。具体的には、トランジスタ５３の動作により第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧を当該通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加する。例えば、ＦｌｅｘＲａｙの場合、通信線Ｈに３．１Ｖ、通信線Ｌに１．９Ｖとして、ドミナント電圧（ドミナント電圧＝通信線Ｈの電圧−通信線Ｌの電圧＝１．２Ｖ）を設定する。このようにすれば、ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）にとってはドミナント電圧が継続する状態となり、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）は、通信を開始することができないようになる。
【００５５】
ステップＳ１４において、マイコン５１は、通信判定を行い、次のステップＳ１５において、通信を開始するか否かを判断する。そして、マイコン５１は、ステップＳ１５の判断を肯定した場合（ＹＥＳ）、次のステップＳ１６に処理を進める。一方、マイコン５１は、ステップＳ１５の判断を否定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１４に処理を戻す。なお、当該ステップＳ１５の判断が肯定される場合とは、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＮされた場合などである。なお、このとき、ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）も、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＮされたことにより通信が開始される状態が発生したと判断する。
【００５６】
ここで、上記ステップＳ１１〜ステップＳ１５において、より具体的な場面を想定して説明する。例えば、ドライバーが車両を使用した後、当該車両を駐車しイグニッションスイッチをＯＦＦにし（ステップＳ１２での判断でＹＥＳ）、その後、再び車両を使用するためにドライバーが車両のイグニッションスイッチをＯＮにした場合（ステップＳ１５の判断でＹＥＳ）を仮に想定する。つまり、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦにされ、その後、再びイグニッションスイッチがＯＮにされるまでの間、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた制御手段によって、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧が印加され続けていることになる。
【００５７】
図６の説明に戻って、上記ステップＳ１５において、ゲートウェイＥＣＵ５０、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）は、通信が開始される状態が発生したと判断した場合、ステップＳ１６において、ゲートウェイＥＣＵ５０、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）は、それぞれ通信を開始できるように初期化処理を行う。
【００５８】
なお、初期化処理とは、例えば、図３に示した、ネットワークが形成されるまでの一例を示した通信サイクルのタイムチャートを例に説明すると、ゲートウェイＥＣＵ５０、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）のそれぞれは、初期化を経てコールドスタートリッスン状態に遷移することである。
【００５９】
なお、後述より明らかとなるが、このとき、ゲートウェイＥＣＵ５０は、当該ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）と通信のタイミングを合わせるためのメッセージを送信する必要がある。そのため、ゲートウェイＥＣＵ５０については、当該ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）より先に初期化処理を完了しておく必要がある。
【００６０】
ステップＳ１７において、マイコン５１は、ゲートウェイＥＣＵ５０が通信可能状態であるか、つまり初期化処理が完了しているか否かを判断する。そして、マイコン５１は、当該ステップＳ１７での判断を肯定した場合（ＹＥＳ）、次のステップＳ１８に処理を進める。一方、マイコン５１は、当該ステップＳ１７での判断を否定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１７に処理を戻す。つまり、ゲートウェイＥＣＵ５０が初期化処理を完了し、通信可能状態となった場合に、当該ステップＳ１７の判断が肯定（ＹＥＳ）されることになる。
【００６１】
ステップＳ１８において、マイコン５１は、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌが通信禁止状態となるように当該通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除する。その後、ステップＳ１９において、ゲートウェイＥＣＵ５０は、同期をとるためのメッセージを送信する。
【００６２】
これにより、ゲートウェイＥＣＵ５０は、自らの要求したタイミングで通信を開始することができるようになる。つまり、ゲートウェイＥＣＵ５０は、通信ネットワークで利用される共通時刻の起点を自ら決めることができ、当該共通時刻で通信スケジュールを開始することができるようになる。以下、図７、図８、図９、および上述の図３、図４を用いて、より具体的に説明する。
【００６３】
例えば、上述の図４において、ＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、ＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）をそれぞれ第１の通信線に接続して構成した第１のネットワークと、ＥＣＵ−Ｅ（４０Ｅ）、ＥＣＵ−Ｆ（４０Ｆ）、ＥＣＵ−Ｇ（４０Ｇ）、ＥＣＵ−Ｈ（４０Ｈ）をそれぞれ第２の通信線に接続して構成した第２のネットワークとする。そして、ゲートウェイＥＣＵ５０は第１の通信線、および第２の通信線のそれぞれに接続され、第１のネットワークと第２のネットワークとの間でデータを中継するゲートウェイＥＣＵであると仮に想定する。さらに、第１のネットワークおよび第２のネットワークは、それぞれタイムトリガ型の通信プロトコルにしたがってデータを送受信する通信プロトコルが採用されているものとする（例えば、ＦｌｅｘＲａｙプロトコル）。
【００６４】
次に、第１のネットワークから第２のネットワークへメッセージをゲートウェイしたい場合を仮に想定して説明する。図７は、第１のネットワークの送信スケジュールと第２のネットワークの送信スケジュールの一例を示した図である。例えば、図７において、第１のネットワークからメッセージ「Ａ」をゲートウェイＥＣＵ５０を経由して第２のネットワークに当該ゲートウェイＥＣＵ５０内で滞留することなくゲートウェイしたいとする。
【００６５】
しかしながら、図７に示すように、第１のネットワークと第２のネットワークとが同時刻に通信が開始される場合、ゲートウェイされるメッセージ「Ａ」は、ゲートウェイＥＣＵ５０が当該メッセージ「Ａ」を受信してから２ｍ秒間、ゲートウェイＥＣＵ５０内に待たされて第２のネットワークに送信されることになる。
【００６６】
なお、ゲートウェイＥＣＵ５０は、第１のネットワークと第２のネットワークでのそれぞれの送信スケジュールを共に知っているため、図８に示すように、ゲートウェイＥＣＵ５０内にメッセージ「Ａ」が滞留する時間を短くするためには、第１のネットワークと第２のネットワークとを同時刻に通信を開始させるのではなく、例えば、第１のネットワークの送信開始時刻を第２のネットワークの送信開始時刻より１ｍ秒遅らせればよい。つまり、第１のネットワークの送信開始時刻を第２のネットワークの送信開始時刻より２ｍ秒遅らせた場合、ゲートウェイＥＣＵ５０は、メッセージ「Ａ」を第１のネットワークから受信中に第２のネットワークに送信するといったことが発生するので、例えば、第１のネットワークの送信開始時刻を第２のネットワークの送信開始時刻より１ｍ秒遅らせればよい。
【００６７】
図９は、横軸に時間、縦軸に第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されている電圧および第１のネットワークの通信状態とを示した図である。図９の「通信終了」と示したように、例えば、第１の通信線に接続されているＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）が通信を終了したとする（図６のステップＳ１２でＹＥＳ）。そして、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた制御手段によって、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧が印加される（図６のステップＳ１３）。
【００６８】
そして、図９の「通信再開」と示したように、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＮされたことにより通信が開始される状態が発生したとする（図６のステップＳ１５でＹＥＳ）。この間も制御手段によって、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧が印加され続けている。
【００６９】
その後、ゲートウェイＥＣＵ５０が通信可能状態となったとき、つまり初期化処理が完了したとき、制御手段は、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるように当該通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除すると同時に、ゲートウェイＥＣＵ５０は、同期をとるためのメッセージを送信する（図６のステップＳ１８およびステップＳ１９）。
【００７０】
具体的には、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除すると同時に、ゲートウェイＥＣＵ５０が送信するメッセージとは、図３におけるノードＡが送信するＣＡＳシンボルに相当するものである。すなわち、ＣＡＳシンボルを送信することにより、続くサイクルでスタートアップフレームの送信を開始し、第１のネットワーク上の他のＥＣＵは、スタートアップフレームの受信に成功すると、当該スタートアップフレーム受信時刻を算出し、各ＥＣＵ固有の時刻を初期化し、通信スケジュールを開始する。
【００７１】
言い換えると、先行コールドスタートノードは、自らのタイミングで送信スケジュールの起点を決めることができるものであるが、先行コールドスタートノードとなりうるためには、最も早く送信準備ができ、かつＣＡＳシンボルを送信する必要がある。つまり、これらの条件を満たすことにより、図３で示した例における先行コールドスタートノードであるノードＡがゲートウェイＥＣＵ５０に相当することになる。
【００７２】
このように、通信線Ｈおよび通信線Ｌにドミナント電圧を設定し、ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ−Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ−Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ−Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ−Ｄ（４０Ｄ）は、通信を開始できない状態にしておき、ゲートウェイＥＣＵ５０の初期化処理が完了したとき、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除すると同時に、ＣＡＳシンボルを送信する。これにより、ゲートウェイＥＣＵ５０は、スケジュールの起点を決めることができる先行コールドスタートノードとなることができ、所望のタイミングでのデータ送信の起点を決めることができる。
【００７３】
つまり、例えば、図８に示すように、ゲートウェイＥＣＵ５０は、第１のネットワークの通信が開始される時刻を第２のネットワークの通信が開始される時刻より１ｍ秒遅らせることができ、ゲートウェイＥＣＵ５０内にメッセージ「Ａ」が滞留する時間を短くすることができる。
【００７４】
なお、上述の説明では、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノードをゲートウェイＥＣＵ５０と仮に想定したがこれに限られるものではない。例えば、サスペンションＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、エンジンＥＣＵ等であってもよい。サスペンションＥＣＵを例に説明すると、サスペンションＥＣＵは、車両が走行している路面の状況に応じて当該車両のダンパーに設置されたアクチュエーターを制御して、減衰力等を制御するものである。また、車両が走行している路面の状況は、常に変化するものであるから、サスペンションＥＣＵは、車両が走行している路面の状況に応じて即座にアクチュエーターを制御する必要がある。つまり、例えば、サスペンションＥＣＵが上述の制御手段を備えれば、当該サスペンションＥＣＵは、自身が所望するタイミングでデータの送信を行うことができるようになり、演算した直後のデータに基づいてアクチュエーターを制御することができるようになる。
【００７５】
なお、上述した例では、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノード（ゲートウェイＥＣＵ５０）に制御手段を設けたが、図１０に示すように、制御手段Ｃと通信タイミングを制御するための通信線とを別に備えてもよい。
【００７６】
また、通信終了時にソフト的に全ＥＣＵ（図１で示した例では、例えば、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４）を通信禁止状態に設定終了することも考えられる。ただし、この場合、通信タイミングを制御したいＥＣＵ（図１で示した例において、例えばノードＡ１１）のみ通信開始が必要なときに通信禁止状態を解除するソフトを当該ＥＣＵに実装する。そして、他のＥＣＵ（図１で示した例において、例えば、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４）は、通信タイミングを制御するＥＣＵからの通信禁止状態解除指示（例えば、通信線を通じた電圧変動）により通信禁止状態を解除する。なお、通信開始方法は、上述の通信線を通じた電圧変動を認識する他、図１０で示したように、通信タイミングを制御するための通信線により指示する方法が考えられる。
【００７７】
なお、別の例として、例えば、通信開始時は通信タイミングを制御したいＥＣＵ（図１で示した例において、例えばノードＡ１１）に通信禁止状態解除タイマーを内蔵させ、当該通信禁止状態解除タイマーをソフト上で他のＥＣＵ（図１で示した例において、例えば、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４）より短く設定する。具体的には、当該他のＥＣＵにも通信禁止状態解除タイマーを内蔵させ、当該タイマーの通信禁止解除時間を通信タイミングを制御したいＥＣＵより長く設定する。そして、通信タイミングを制御したいＥＣＵが何らかの原因（例えばエラー発生）により通信開始を指示できない場合は、各ＥＣＵのタイマーに設定された時間経過後、他のＥＣＵが通信プロトコルに通信を行うことも考えられる。
【００７８】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係るデータ通信ネットワークシステムは、所望のユニットが通信の送信スケジュールの起点を決めることのできる、例えば車両に搭載されるデータ通信ネットワークシステム等に有用である。
【符号の説明】
【００８０】
４０Ａ…ＥＣＵ−Ａ
４０Ｂ…ＥＣＵ−Ｂ
４０Ｃ…ＥＣＵ−Ｃ
４０Ｄ…ＥＣＵ−Ｄ
５０…ゲートウェイＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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